По территории Владимирской области проходят три основных железнодорожных направления: «Москва – Нижний Новгород», «Москва – Казань», «Москва – Ярославль». Кроме того, в регионе расположена часть большого московского железнодорожного кольца, включающего участки «Александров — Иваново» и «Ковров — Иваново». Время в пути от г. Москвы до г. Владимира скоростными поездами «Стриж» и «Ласточка» составляет 1 час 40 минут.
Также по территории области проходят участки Горьковской железной дороги Ковров — Муром и Владимир — Тумская.
Крупнейшие локомотивные депо: Александров, Владимир и Муром.
По плотности железнодорожных путей Владимирская область занимает 6 место в РФ (316 км путей на 10000 км2 территории), уступая только Московской области (включая г. Москву), Ленинградской области (включая г. Санкт-Петербург), Курской, Тульской и Калининградской областям. Средний показатель по ЦФО ниже, чем во Владимирской обл. и составляет 262 км путей на 10000 км2 территории.
Железнодорожные пути удобно соединяют Владимирскую область практически с любым регионом России, СНГ и зарубежными странами. Этот вид транспорта служит, в основном, для транзита грузов и пассажиров. Территорию области пересекают Горьковская, Московская и Северная железные дороги. По ним осуществляется сообщение с северными регионами Европейской части России, Поволжьем, Уралом и восточной частью страны. Через область проходит важнейшее направление Москва – Нижний Новгород, имеющее прекрасные предпосылки к дальнейшему развитию и модернизации инфраструктуры – в ближайших планах реализация проекта строительства высокоскоростной магистрали (ВСМ-2) Москва – Казань - Екатеринбург.
Перевозки пассажиров железнодорожным транспортом в пригородном сообщении и в дальнем следовании на территории Владимирской области осуществляются на полигонах трёх дорог (Горьковской, Московской и Северной) – филиалов ОАО «РЖД» в 9 направлениях. Посадка и высадка пассажиров осуществляется на 136 станциях и остановочных пунктах, в их числе более 30 вокзалов и павильонов.
В настоящее время на территории Владимирской области перевозки пассажиров в пригородном сообщении осуществляют 257 поездами (128,5 пар) 3 компании: ОАО «Волго- Вятская ППК» (91 поезд), ОАО «Центральная ППК» (148 поездов) и ОАО «Северная ППК» (18 поездов) по 27 маршрутам, при этом суммарный объём оборота пригородных поездов компаний составляет 22,7 млн. вагоно-км.
В соответствии с законодательством Владимирской области с пригородными компаниями заключаются договоры на компенсацию потерь в доходах в связи с установлением льгот по проезду для региональных льготников (ветераны труда, труженики тыла, репрессированные, реабилитированные), пенсионеров в период с 01.05. по 30.09, а также школьников и студентов с 01.01 по 15.06 и с 01.09 по 31.12.
Перевозки грузов на территории области осуществляются железнодорожным и автомобильным видами транспорта. Ежегодные объёмы перевозок железнодорожным транспортом составляют 1,8 млн. т.